Florun etkisini anlamanın bir yolu, doğrusal polietilen (PE) ile özellikler ve karakteristikler açısından en üst düzey floropolimer olan PTFE arasındaki farkları araştırmaktır.
PE'nin özellikleri ile PTFE'nin özellikleri arasında önemli farklar vardır:
- * PTFE en düşük yüzey enerjili polimerlerden biridir
- *PTFE kimyasallara en dayanıklı polimerdir
- *PTFE termal olarak en kararlı polimerlerden biridir
- *PTFE'nin erime noktası ve özgül ağırlığı polietilenin iki katından fazladır
PTFE ve PE farklılıkları CeF ve CeH bağlarının farklılıklarına atfedilebilir.F ve H'nin elektronik özellikleri ve boyutlarındaki farklılıklar aşağıdaki gözlemlere yol açar:
- *F tüm elementlerin en elektronegatifidir (4 Pauling)
- *F'nin paylaşılmamış elektron çiftleri var
- *F, Fe'ye daha kolay dönüştürülür
- *CeF'nin bağ gücü CeH'den daha yüksektir
- *F, H'den daha büyüktür
Karbonun 2,5 Pauling'deki elektronegatifliği hidrojeninkinden biraz daha yüksek ve florun elektronegatifliğinden daha düşüktür.Sonuç olarak, CeF bağının polaritesi CeH bağının tersidir ve CeF bağı daha yüksek düzeyde polarizedir.CeF bağında, bağın flor ucu, karbonun negatif yüklü olduğu CeH bağına kıyasla negatif yüklüdür.
CeH ve CeF'nin bağ polaritesindeki fark, iki polimer zincirinin konformasyonlarının göreceli stabilitesini etkiler.Polietilenin kristalizasyonu düzlemsel ve trans konformasyonda gerçekleşir.PTFE aşırı yüksek basınçta böyle bir yapıya zorlanabilir.19°C'nin altında PTFE, tekrar mesafesi başına 0,169 nm'lik bir sarmal halinde kristalleşir: 180 dönüşün tamamlanması için 13 C atomu gerekir.19°C'nin üzerinde tekrar mesafesi 0,195 nm'ye yükselir; bu da 180°'lik bir dönüş için 15 karbon atomunun gerekli olduğu anlamına gelir.19°C'nin üzerinde zincirler, erime noktasına (327°C) ulaşana kadar 30°C'nin üzerinde artan açısal yer değiştirme kapasitesine sahiptir.
CeH bağında F'nin H ile ikame edilmesi, bağ kuvvetini CeH bağı için 99,5 kcal/mol'den CeF bağı için 116 kcal/mol'e önemli ölçüde artırır.Sonuç olarak PTFE'nin termal stabilitesi ve kimyasal direnci PE'den daha yüksektir çünkü CeF bağını kırmak için daha fazla enerji gerekir.CeF bağının polaritesi ve kuvveti, dallanma için F atomu soyutlama mekanizmasını zorlaştırır.Bunun tersine, oldukça dallanmış polietilen (100 karbon atomu başına >8 dal) sentezlenebilir.Kristalliği ayarlamaya yönelik bir araç olarak dallanma mekanizması PTFE için pratik değildir.Bunun yerine asılı gruplara sahip komonomerlerin TFE ile polimerize edilmesi gerekir.
Hiçbir zaman erimemiş PTFE'nin kristalliği, dallanmamış zincir yapısına uygun olarak %92-98 aralığındadır.TFE ve HFP'nin bir kopolimeri olan FEP, %40-50 oranında polimerize edilmiş kristalliğe sahiptir.FEP'te asılı CF3 grubu, termal olarak birincil ve ikincil karbon atomlarından daha az kararlı olan üçüncül bir karbona bağlanır.Bozunma eğrileri, FEP için 300°C (%0,02 ağırlık kaybı) ve PTFE için 425°C (%0,03 ağırlık kaybı) olan bozunma başlangıç sıcaklıklarını gösterir.
Gönderim zamanı: 25 Eylül 2020